Đường kính đồng tử: cơ chế quang học của mắt

Chức năng chính của mống mắt là tăng lượng ánh sáng đi vào mắt trong ban đêm và giảm lượng ánh sáng đi vào mắt ở ban ngày.

Lượng ánh sáng đi vào phía trong mắt thông qua lỗ đồng tử phụ thuộc vào độ rộng của đồng tử hay đường kính của nó. Đường kính đồng tử mắt người có thể nhỏ đến khoảng 1.5 mm và lớn đến khoảng 8mm. Lượng ánh sáng đi vào mắt có thể được điều chỉnh 30 lần như sự thay đổi độ lớn của lỗ đồng tử.

Hình. Ảnh hưởng của khẩu độ đồng tử nhỏ (trên) và lớn (dưới) đến độ sâu tiêu điểm.

 “Khả năng hội tụ” của hệ thấu kính tăng khi giảm đường kính đồng tử.

Hai mắt giống nhau hoàn toàn ngoại trừ đường kính của lỗ đồng tử. Mắt phía trên có lỗ đồng tử nhỏ, mắt phía dưới có lỗ đồng tử lớn. Phía trước mỗi mắt có hai điểm phát sáng; ánh sáng từ mỗi nguồn đi qua lỗ đồng tử và hội tụ trên võng mạc. Do đó, ở cả hai mắt, võng mạc đều thu nhận được hai điểm ảnh khi ở chính xác tiêu điểm. Điều đó được mô tả đúng như trên hình vẽ, tuy nhiên, nếu võng mạc được di chuyển ra trước hoặc ra sau lệch ra khỏi vị trí tiêu điểm, kích thước mỗi điểm ảnh sẽ không thay đổi nhiều ở mắt phía trên, nhưng ở mắt phía dưới thì kích thước điểm ảnh sẽ lớn hơn và trở thành “điểm mờ”. Nói cách khác, hệ thấu kính của mắt ở trên có khả năng hội tụ cao hơn so với hệ thấu kính của mắt dưới. Khi một hệ thấu kính của một mắt có khả năng hội tụ cao, võng mạc có thể được di dời đáng kể từ mặt phẳng tiêu điểm hay khả năng của thấu kính có thể được thay đổi đáng kể so với bình thường mà ảnh vẫn hiện lên rõ ràng, ngược lại với một hệ thấu kính của mắt có khả năng hội tụ kém, thì khi dịch chuyển võng mạc một ít thôi từ mặt phẳng tiêu điểm thì hình ảnh đã mờ đi nhiều.

Khả năng hội tụ tốt nhất có thể đạt được là khi lỗ đồng tử co nhỏ tối đa. Lí giải cho điều đó, với một lỗ đồng tử rất nhỏ, gần như tất cả các tia sáng đi qua trung tâm của hệ thấu kính của mắt, cái chính là - đa số các tia sáng sẽ luôn luôn nằm ở tiêu điểm.